Inxeniería xenética

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Manipulación xenética.

La inxeniería xenética, tamién conocida como cambéu xenéticu o manipulación xenética ye la manipulación directa de los xenes d'un organismu usando biotecnoloxía.

Técniques[editar | editar la fonte]

La inxeniería xenética inclúi un conxuntu de técniques biotecnológicas, ente elles destaquen:[1]

La tecnoloxía del ADN recombinante[editar | editar la fonte]

Artículu principal: ADN recombinante
A. tumefaciens xuntándose a una célula de cenahoria.

La tecnoloxía del ADN recombinante consiste n'aisllar y manipoliar un fragmentu d'ADN d'un organismu pa "recombinarlo" col d'otru organismu.[3]

Xeneralmente trátase l'ADN con una endonucleasa de restricción qu'anicia nesti casu una corte gradiáu nos dos hebras dobles d'ADN. Los estremos gradiaos de dambes hebras d'ADN son complementarios, una condición que deben de tener si quieren xunise. Los dos ADNs asina cortaos entemécense, calécense y esfrécense selemente. Los sos estremos cohesivos van apariase dando llugar a un nuevu ADN recombinado, con uniones non covalentes. Les uniones covalentes fórmense añediendo ADN ligasa y una fonte enerxética pa formar los enllaces.

Otra enzima clave pa xunir ADNs ye la transferasa terminal, que puede amestar munches borrafes de desoxirribonucleótidos socesivos al estremu 3´de les hebras del ADN. D'esta miente pueden construyise coles de poli Guanina nos estremos 3´ d'una de les hebras d'ADN y coles de poli Citosina nos estremos de la otra cadena. Como estes coles son complementaries, van dexar que los dos ADNs xunir por complementariedá. Darréu, fórmense los enllaces covalentes pola ADN ligasa.

L'ADN recombinado ensertar nun ADN vector qu'actúe como vehículu pa introducilo nuna célula hospedadora que lo retrucar, los vectores o tresportadores más utilizaos son los plásmidos y l'ADN del fago lambda.

La secuenciación del ADN[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Secuenciación del ADN

Ye un conxuntu de técniques que dexen conocer l'orde en qu'apaecen los nucleótidos nel ADN,[4] que ye la base de la información xenética de los organismos. Esta técnica tien aplicaciones médiques, como la busca de dalgún polimorfismu xenéticu que s'acomuñar con una enfermedá; básiques: comparar la hestoria evolutiva d'un organismu; o forenses.

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR)[editar | editar la fonte]

La técnica de la PCR aprovecha l'actividá enzimática pola que se retruca l'ADN nes célules pa consiguir una gran cantidá de copies d'ADN a partir de cantidaes pequenes. [5]Utilízase una polimerasa o un amiestu de delles que puedan aguantar temperatures elevaes, siendo la más común la polimerasa taq.

La técnica consiste en realizar dellos ciclos de temperatures elevaes pa consiguir la desnaturalización del ADN y temperatures más baxes pa l'amplificación del ADN desnaturalizado por aciu la polimerasa.

Biotecnoloxía xenética[editar | editar la fonte]

Na década de 1970 abriéronse nueves perspectives nel campu de les biotecnoloxíes gracies a la ellaboración de nueves técniques que dexen llegar directamente al material que ta nel orixe de toles característiques y procesos vitales, esto ye, el ADN. Esti conxuntu de técniques moleculares de manipulación xenética recibe'l nome d'inxeniería xenética.

El so oxetivu ye la manipulación in vitro del ADN, la introducción d'esti ADN asina modificáu en célules vives y l'incorporación del mesmu como parte del material hereditario de diches célules. D'esta miente, ADN de diverses procedencies, por casu, la fracción d'ADN humanu que regula la síntesis d'insulina, puede introducise en bacteries de manera que pasa a formar parte del so xenoma y llograr asina que la bacteria adquiera la capacidá d'ellaborar insulina.

Terapia xenética[editar | editar la fonte]

La terapia xenética consiste en sustituyir o añedir, según el casu, una copia normal de la rexón defectuosa del ADN pa poder solucionar y restablecer la función alteriada, evitando'l desenvolvimientu d'enfermedaes d'orixe xenéticu,[6] como por casu la facultá defensiva ante les enfermedaes infeicioses. Les enfermedaes coles que s'empezó a trabayar son, ente otres, el defectu de la enzima ADA (adenosina desaminasa), conocida como la de los neños burbuya y la DMD o distrofia muscular de Duchenne.

La posibilidá de curar les enfermedaes xenétiques con un tratamientu específicu xustifica los esfuerzos que se tán realizando nesti sentíu.

Implicaciones étiques[editar | editar la fonte]

La inxeniería xenética tien aplicaciones en campos bien diversos; dos de los más importantes son la medicina y la creación de nueves especies o meyora de les esistentes. El progresu nestos ámbitos puede apurrir resultancies capaces de solliviar dellos problemes de gran importancia, pero nun se debe escaecer que la esplotación comercial de les tecnoloxíes riquíes namá ta al algame d'unes poques empreses multinacionales. Como yera d'esperar, la tradicional dependencia económica de los países subdesendolcaos tien na inxeniería xenética un nuevu elementu de desequilibriu. N'otru orde de coses, la inxeniería xenética puede plantegar graves problemes éticos. Hai opiniones bien diverses sobre ónde han d'asitiase les llendes de manipulación del material que ta na base de tolos procesos vitales.

Al entamu de los esperimentos del ADN recombinante, dellos investigadores amosaron la so esmolición polos riesgos que pueden realizase con felicidaes técniques. En dellos países creáronse comités p'aldericar l'usu y l'aplicación de técniques d'inxeniería xenética.

Inxeniería xenética en seres vivos[editar | editar la fonte]

Inxeniería xenética en bacteries[editar | editar la fonte]

Son los seres vivos más utilizaos n'Inxeniería Xenética. La más utilizada ye la Escherichia coli. Úsase prácticamente en tolos procesos d'I.G.[7]

Otra de les aplicaciones más actuales que se fixeron, foi modificar genéticamente bacteries que vivan nel sistema dixestivu del ser humanu nun ralu mínimu de 6 meses a 1 añu, coles mires de menguar el mambís. Esta investigación basar en N-acil-fosfatidiletanolamina, y N-acil-etanolamina, encargaes de mandar señales al hipotálamo, que ye l'encargáu de la ingesta d'alimentos.[ensin referencies]

Inxeniería xenética en lleldos y hongos[editar | editar la fonte]

Son xuntu coles bacteries los sistemes más utilizaos. El Saccharomyces cerevisiae foi'l primer sistema eucariota secuenciáu dafechu.[8] Otru lleldu importante ye P. pastoris, utilizada pa consiguir proinsulina en cultivu discontinuu y quitinasa en cultivu continuu. Nel campu de los hongos destaca pol so llabor médica'l Penicillium.

Otra aplicación foi'l lleldu P. pastoris usóse pa producir grandes cantidaes de proteínes, gracies a que ye capaz de crecer nos reactores hasta algamar bien altes densidaes celulares. Por casu, utilizóse pa producir quitinasa humana en cultivu continuu (0,3 g/L/día) o proinsulina humana nun sistema discontinuu (1,5 g/L).

Inxeniería Xenética n'animales[editar | editar la fonte]

La manipulación xenética de los animales escuerre múltiples oxetivos: aumentar el rendimientu del ganáu, producir animales con enfermedaes humanes pa la investigación, ellaborar fármacos, etc.

Producción animal por inxeniería xenética:

Pexes trexénicos: les principales aplicaciones n'animales realizáronse en pexes, por cuenta de que la fecundación ye esterna, lo cual dexa la introducción del xen nel cigotu primero que se xunan el núcleu del espermatozoide y el del óvulu. Produciéronse carpes trexéniques que crecen muncho más rápido, por cuenta de la incorporación del xen de la hormona de la crecedera de la trucha, y salmones trexénicos, qu'aguanten meyor les baxes temperatures.

Mamíferos: llográronse mures trexénicos, con distintos xenes modificaos.[9] Sicasí, inda la so aplicación pa la meyora d'especies ye preliminar, enfocándose l'estudiu dende un puntu de vista más bien puramente científicu

Inxeniería Xenética en plantes[editar | editar la fonte]

Anguaño desenvolviéronse plantes trexéniques de más de cuarenta especies. Por aciu inxeniería xenética consiguiéronse plantes resistentes a enfermedaes producíes por virus, bacteries o insectos. [10]Estes plantes son capaces de producir antibióticos, toxines y otres sustances qu'ataquen a los microorganismos. Tamién se consiguieron otru tipu de meyores, como la producción de distintes sustances nos alimentos qu'aumenten la so calidá nutricional, ameyorar les cualidaes organolépticas d'un productu o que ciertes plantes sían más resistentes a determinaos factores ambientales, como'l fríu.

Un gran exemplu d'ello ye la bacteria Agrobacterium tumefaciens que tien la capacidá  de tresferir ADN ente reinos distintos. L'impactu d'esti afayu tuvo grandes aplicaciones en diversos campos de la bioloxía vexetal, agricultura y biotecnoloxía. Asina mesmu, esta interacción dio pie a formular modelos de señalización celular, tresporte célula a célula, importe nuclear de proteínes y ADN y mecanismos d'integración  xenómica (Tzfira y Citovsky, 2000). Mientres el procesu d'infección A. tumefaciens introduz na célula vexetal una parte del so ADN (ADN de tresferencia) el cual ye integráu dientro del xenoma de la planta. Los xenes del ADN-T son espresaos nel so hospedero ya inducen la formación de tumores y la síntesis d'unos derivaos d'aminoácidos llamaos opines los cualos son aprovechaos pola bacteria. [11]

Les técniques d'inxeniería xenética tamién dexen el desenvolvimientu de plantes que dean frutos de maduración bien lenta. Asina, ye posible recoyer tomates maduros del tomatal y que lleguen al consumidor calteniendo intactos el so sabor, golor, color y testura. La meyora de la calidá de les granes ye tamién un oxetivu.

Les aplicaciones farmacéutiques son otru gran puntu d'interés. La biotecnoloxía dexa desenvolver plantes trexéniques que producen sustances d'interés farmacolóxicu, como anticuerpos, ciertes proteínes o hormones, como la hormona de la crecedera.

Aplicaciones de la Inxeniería Xenética en medicina ya industria farmacéutico[editar | editar la fonte]

Llogru de proteínes de seres vivos[editar | editar la fonte]

Una serie d'hormones como la insulina, la hormona de la crecedera, factores de cuayamientu, etc., tienen un interés médico y comercial bien grande. Antes, el llogru d'estes proteínes realizar por aciu la so estracción directa a partir de texíos o fluyíos corporales. Na actualidá, gracies a la tecnoloxía del ADN recombinante, clónense los xenes de ciertes proteínes humanes en microorganismos fayadizos pa la so fabricación comercial. Un exemplu típicu ye la producción d'insulina [12]que se llogra a partir del lleldu Sacharomyces cerevisae, onde se copia'l xen de la insulina n'humanos.

Llogru de vacunes recombinantes[editar | editar la fonte]

El sistema tradicional de llogru de vacunes a partir de microorganismos patóxenos inactivos, puede portar un riesgu potencial. Munches vacunes, como la de la hepatitis B,[13] llógrense anguaño por inxeniería xenética. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteínes lo que se fai ye clonar el xen de la proteína correspondiente.

Vacunes atenuaes: Esaníciense los xenes de roxura d'un axente infeiciosu pa provocar una respuesta inmune. L'organismu modificáu genéticamente puede usase como lo que ye llamáu una vacuna viva” ensin qu'esista riesgu de que se revierta al tipu bederre.

Anguaño tase ensayando una vacuna de cepes estables del Vibrio cholerae, ésti atópase desprovistu del xen que codifica pal so enterotoxina, que provoca la enfermedá. Otru ensayu esistente foi na Salmonella, onde se-y quitaron ciertos xenes qu'anque nun son bederres, converten a la cepa n'atenuada una vegada sumíos, ye dicir que mengüen la so roxura 1, 000, 000 de vegaes. La so efectividá llogró demostrase n'oveyes, bovinos, pollos y hasta n'humanos apocayá

Vacunes d'organismos recombinantes vivos: Pa estes utilicen microorganismos non patóxenos a los cualos incorpórense xenes d'axentes patóxenos que codifican pa los antígenos que desencadenen la respuesta inmune. El virus vacunal tien un xenoma amplio y secuenciao que dexa afaer dellos xenes foranos nel so interior polo que ye un vector recombinante bien utilizáu. A partir d'ésti métodu llogróse desenvolver la vacuna contra la rabia ensertando'l xenoma del virus, provocando la respuesta inmune nel organismu del hospedador. D'igual manera ensayáronse les espresiones de xenes que codifican pa antígenos de virus de la hepatitis B, del gripe y del herpes simple. Con esti métodu, podría llograse el desenvolvimientu de vacunes que inmunicen simultáneamente pa delles enfermedaes, ensertando nel virus recombinante dellos xenes de distintos organismos patóxenos al empar.

Vacunes de subunidades: P'axentes infeiciosos que nun se pueden caltener en cultivu, aísllense los xenes que codifican pa les proteínes causantes de la respuesta. Dichos xenes pueden clonase y espresar nun güéspede alternativu tales como bacteries, lleldos o llinies celulares de mamíferos. Depués d'ensertáu'l xen d'interés, la bacteria o lleldu recombinante empecipia cola producción de subunidades de proteínes en grandes cantidaes, mesmes que son recoyíes y purificadas pa utilizales como vacunes. La vacuna contra la hepatitis B foi la primera puesta nel mercáu y siendo producida por esti métodu.

Vacunes d'ADN: Consisten en plásmidos nos que s'introduz tan solo una diminuta cantidá del material xenético del patóxenu contra'l que pretende lluchase. Al inyectar el plásmido nel músculu o la piel, ésti enfusa dientro de la célula y llega al núcleu, comandando entós la producción de los antígenos del patóxenu que van desencadenar la respuesta inmune. Asina, treslládase la fábrica de la vacuna a los texíos del güéspede. Na actualidá realicen ensayos de diverses vacunes d'esti tipu, dellos exemplos son la vacuna pa la hepatitis B, pa la malaria, pal gripe, pal herpes simple y pal SIDA.

Diagnósticu d'enfermedaes d'orixe xenéticu[editar | editar la fonte]

Conociendo la secuencia de nucleótidos d'un xen responsable d'una cierta anomalía, puede diagnosticase si esti xen anómalu ta presente nun determináu individuu.

Hasta agora foi posible la localización de los xenes responsables de la fibrosis quística, la distrofia muscular, la hemofilia o l'Alzheimer.[14] Pa identificar estos xenes usen sondes d'ADN.

La clonación de xenes puede rindir dos tipos de productos: el DNA clonáu, útil como reactivu específicu n'ensayos de diagnósticu per hibridación o bien los productos proteicos de los xenes clonaos (antígenos purificados pa inmunodiagnóstico en producción de vacunes).

Hai descrites cerca de 500 enfermedaes hereditaries producíes por mutaciones recesivas. Les técniques d'inxeniería xenética sirvieron pa diagnosticar delles d'elles, por casu, l'anemia falciforme.

Llogru d'anticuerpos monoclonales[editar | editar la fonte]

Esti procesu abre les puertes pa lluchar contra enfermedaes como'l cáncer y diagnosticalo inclusive primero qu'apaezan los primeros síntomes.

L'interferón foi la primer melecina producida por inxeniería xenética.[15] Ye utilizáu como melecina complementaria a la quimioterapia pa la cura del cáncer. La so producción yera cara hasta 1980, pero gen d'interferón fueron introducíos en bacteries usando tecnoloxía de recombinación del ADN dexando asina'l cultivu masivu y purificación de les emisiones bacterianes.

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. Biología 2 (en ye). Grupu Editorial Patria. ISBN 9786077442776.
  2. Flori, Jean. En busca de los oríxenes: evolución o creación? (en ye). Editorial Safeliz. ISBN 9788472081055.
  3. Echegaray, Jaione Pozuelo. La Bioloxía en 100 entrugues (en ye). Ediciones Nowtilus S.L.. ISBN 9788499678160.
  4. Teijón. Fundamento de bioquímica estructural (en ye). Editorial Tebar. ISBN 9788473602280.
  5. Tortora, Gerard J.. Introducción a la microbioloxía (en ye). Ed. Médica Panamericana. ISBN 9789500607407.
  6. Aldridge, Susan. El filo de la vida: De los xenes a la inxeniería xenética (en ye). Ediciones AKAL. ISBN 9788483230503.
  7. Torrens. ¿Para qué sirven los trexénicos? : toles claves d'una tecnoloxía útil y revesoso (en ye). Edicions Universitat Barcelona. ISBN 9788447535453.
  8. Cereijido. Por Qué Nun Tenemos Ciencia (en ye). Sieglu XXI. ISBN 968232095X.
  9. Virgili. Xenoma humanu: nueves meyores n'investigación, diagnósticu y tratamientu (en ye). Edicions Universitat Barcelona. ISBN 9788447530359.
  10. Beltrán. Plantes trexéniques (en ye). Universidá de Salamanca. ISBN 9788478007189.
  11. Valderrama, A., Arango, R. y Afanador, L. (2005). Tresformamientu de plantes mediada por agrobacterium: "Inxeniería xenética natural aplicada". Rev.Fac.Nal.Agr.Medellín, 58(1), 2569-2585.
  12. Cuéllar. Endocrinología clínica de Dorantes y Martínez (en ye). Editorial El Manual Modernu. ISBN 9786074485585.
  13. Ats/due Serviciu de Salú de Castiella Y Leon. Temariu Vol Iii Ebook (en ye). MAD-Eduforma. ISBN 9788466548687.
  14. (ed.). Xenética humana (en ye). Universidá de Deusto. ISBN 9788498307436.
  15. Medigraphic. Melecina del Hospital Xeneral (en ye). Medigraphic.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Bibliografía rellacionada[editar | editar la fonte]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]

Xeneral

Noticies



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